(57)【要約】【課題】爆発の可能性のあるガスホルダーの環境下で、安全かつ正確にピストンの傾斜を制御する装置を提供する。【解決手段】ガスを収容するためのガスホルダー本体（１）と、周縁部に設けられたシール機構（３）を介してガスホルダー本体（１）の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストン（２）とを有するガスホルダーのピストン（２）の傾斜を制御する装置であって、ピストン（２）上に設置される３以上の液体室（５）と、液体室（５）を相互に連結して液体を流通させる伝通管（６）と、ピストン（５）の傾斜を検知する傾斜センサー（１１）と、傾斜センサー（１１）からの信号に基づいて液体室（５）の内部圧力を調整して液体室（５）の液体量を調整する圧力調整手段（９、１０）とを有するガスホルダーのピストン傾斜制御装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを収容するためのガスホルダー本体と、周縁部に設けられたシール機構を介してガスホルダー本体の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストンとを有するガスホルダーのピストンの傾斜を制御する装置であって、
前記ピストン上に設置される３以上の液体室と、
前記液体室を相互に連結して液体を流通させる伝通管と、
前記ピストンの傾斜を検知する傾斜センサーと、
前記傾斜センサーからの信号に基づいて前記液体室の内部圧力を調整して前記液体室の液体量を調整する圧力調整手段と
を有することを特徴とするガスホルダーのピストン傾斜制御装置。
【請求項２】
ガスを収容するためのガスホルダー本体と、周縁部に設けられたシール機構を介してガスホルダー本体の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストンとを有するガスホルダーのピストンの傾斜を制御する方法であって、
前記ピストン上に３以上の液体室を設置して前記液体室を相互に伝通管で連結し、傾斜センサーにより前記ピストンの傾斜を検知し、前記傾斜センサーからの信号に基づいて圧力調整手段により前記液体室の内部圧力を調整して前記液体室の液体量を調整し、前記ピストンの傾斜を制御することを特徴とするガスホルダーのピストン傾斜制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容量が可変なガスホルダーの容量を調整するために昇降可能に設置されたピストンを水平に維持し、シール機構の劣化やガス漏れなどの事故を防止するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスを備蓄する際には、ガスホルダーが用いられる。ガスホルダーは、ガスを収容するためのガスホルダー本体と、周縁部に設けられたシール機構を介してガスホルダー本体の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストンと、ガスホルダー本体の最上部に設けられたトップカバーとを主要な構成要素とする。ガスホルダーでは、ピストンを昇降させることにより内容量が調整される。シール機構は、ピストン周縁とガスホルダー本体の側壁内面との間をシールしてガス漏れを防止する機能を有する。
【０００３】
しかし、シール機構の摺動抵抗に円周方向のむらがある場合やピストンの重心が適正でない場合には、ピストンが水平面に対して傾斜することがある。ピストンが傾斜すると、シール不良によるガス漏れが発生するおそれがあり、また偏荷重によってシール機構やホルダー本体側壁に損傷を与えることがある。このため、ピストンの水平度を維持することが重要になる。従来は、ピストン上面に複数のウエイトを積載し、傾斜発生時に人力によってウエイトの配置を変更して傾斜を調整していたため、安全性や正確性の点で問題があった。
【０００４】
そこで、ピストンの傾斜を自動的に調整する機構として、ピストン下部の中心部に上下方向のみに移動可能な重錘を取り付けることが提案されている（特許文献１参照）。この機構では、重錘がピストン下部中央部に設置されているため、ピストン傾斜時に大きな回転モーメントを発生させようとすると、重錘を非常に大規模なものにする必要がある。
【０００５】
また、ピストンの円周の３箇所にワイヤーを掛け、ワイヤーの巻き上げ調整により傾斜を調整する機構が提案されている（特許文献２、３、４参照）。このような機構では、ワイヤーの巻き上げ装置、トルクモータなど大がかりな設備を必要とするだけでなく、巻き上げ力の反力を支持するためにガスホルダーのトップカバーを高剛性のものにする必要があるため、設備コスト上の問題点が大きい。
【０００６】
さらに、ピストン上に移動可能な重錘を設置し、ピストンの重心を調整することにより水平を制御する機構が提案されている（特許文献５、６参照）。しかし、このような機構では、重錘の移動時の摩擦・摺動による発熱や金属接触による火花が発生する場合があり、ガスホルダーの性格上、爆発の危険性など安全面で重大な問題があった。
【特許文献１】実開昭６３−２８９９７号公報
【特許文献２】特開昭６０−２６３０８７号公報
【特許文献３】特開昭６１−２８６６９９号公報
【特許文献４】特開昭６２−２５５６９７号公報
【特許文献５】実開昭５６−７６７９７号公報
【特許文献６】特開昭５７−１５４５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、爆発の可能性のあるガスホルダーの環境下で、安全かつ正確にピストンの傾斜を制御する装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガスホルダーのピストン傾斜制御装置は、ガスを収容するためのガスホルダー本体と、周縁部に設けられたシール機構を介してガスホルダー本体の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストンとを有するガスホルダーのピストンの傾斜を制御する装置であって、前記ピストン上に設置される３以上の液体室と、前記液体室を相互に連結して液体を流通させる伝通管と、前記ピストンの傾斜を検知する傾斜センサーと、前記傾斜センサーからの信号に基づいて前記液体室の内部圧力を調整して前記液体室の液体量を調整する圧力調整手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るガスホルダーのピストン傾斜制御方法は、ガスを収容するためのガスホルダー本体と、周縁部に設けられたシール機構を介してガスホルダー本体の側壁内面に沿って昇降可能に設置された蓋状のピストンとを有するガスホルダーのピストンの傾斜を制御する方法であって、前記ピストン上に３以上の液体室を設置して前記液体室を相互に伝通管で連結し、傾斜センサーにより前記ピストンの傾斜を検知し、前記傾斜センサーからの信号に基づいて圧力調整手段により前記液体室の内部圧力を調整して前記液体室の液体量を調整し、前記ピストンの傾斜を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るガスホルダーのピストン傾斜制御装置および方法によれば、ガスホルダー内部に摺動する機械装置や電気設備を設けることなく、ピストンの傾斜を制御できるので、防災上非常に好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。  
図１に本発明に従うガスホルダーのピストン傾斜制御装置の構成を示す。ガスを収容するためのガスホルダー本体１の内部には、蓋となるピストン２がその周縁部に設けられたシール機構３を介してガスホルダー本体１の側壁内面に沿って昇降可能に設置される。ガスホルダー本体１の最上部にはトップカバー４が設けられる。ガスホルダーでは、ピストン２を昇降させることにより備蓄するガスの容量を調整する。シール機構３は、ピストン２周縁とガスホルダー本体１の側壁内面との間をシールしてガス漏れを防止する。トップカバー４により、雨水などの浸入を防止する。
【００１２】
上述したようにピストン２の傾斜が大きい場合には、シール機構３に偏荷重が作用してシール機構３を損傷する場合があり、ガス漏れによる爆発が発生する危険性もある。本発明では、ピストン２の傾斜を制御するために、以下のような装置構成を採用している。
【００１３】
ピストン２上に３個以上の液体室５が設け、各々の液体室５の内部に液体７を入れる。液体室５どうしを伝通管６により連結し、液体７を相互に流通させるようにしている。各々の液体室５に気体配管８を接続し、さらにレギュレータ９およびコンプレッサー１０を接続している。また、例えばトップカバー４に傾斜センサー１１を取り付け、傾斜センサー１１がピストン２の傾斜を検出したときに、レギュレータ９に信号を送るようにしている。その結果、各々の気体配管８の圧力が調整され、液体室５内の液体量が調整され、ピストン２の傾斜を制御できるようになっている。
【００１４】
簡単のために、図１に示す左右の２個の液体室５が伝通管６により連結されている場合を例に取って説明する。いま、傾斜センサー１１により、ピストン２の左側が上がり、右側が下がったことが検出されるものとする。このとき、右側の気体配管８に圧力をかけて右側の液体室５の液体７を、伝通管６を通じて気体配管８の圧力が低い左側の液体室５へ移動させる。結果として、低圧側である左側の気体配管８に接続された液体室５内の液体量が増加し、ピストン２全体で見ると重心が移動したことになる。この重心移動の効果により、ピストン２の傾斜が調整できることになる。
【００１５】
伝通管６による液体室５の連結形態は特に限定されない。図２に、ピストン２上にほぼ９０°ピッチで４個の液体室５を設け、対向する２対の液体室５どうしを伝通管６により接続した例を示す。図３に、ピストン２上にほぼ１２０°ピッチで３個の液体室５を設け、それらを放射状に設けた伝通管６により接続した例を示す。
【００１６】
本発明に係る装置は、原理的には２自由度の傾斜を制御するものなので、最低３個の液体室５を設け、それらの液体量を制御できればよい。なお、液体室５の設置スペースなどに制約がある場合には、個々の液体室５のサイズを小さくし、液体室５の数を適宜増やしてもよい。
【００１７】
傾斜センサー１１はピストン２の傾斜を二次元で計測できるものであればよく、たとえばトップカバー４の定点からピストン２上部の定点までの距離を計測する複数の距離計が用いられる。他の方式の傾斜センサーとしては、垂直に設置された複数の一次元水準器や、ピストン２のシール機構３のシール液高さを円周の複数点で計測する機構などが挙げられる。これらの傾斜センサー１１によりピストン２の傾斜を計測し、その値に基づいて各々の液体室５の内部圧力を調整することによりクローズドな制御系を構成することができる。
【００１８】
実際に図２に示す配置で液体室５を設けた図１図示のガスホルダーについて、ピストン２の傾斜を調査した実験結果を説明する。以下の説明においては、液体室５の液体高さを調整する機能を使用した場合を本発明のピストン傾斜制御装置による結果とし、液体室５の液体高さを調整する機能を使用しない場合を従来のガスホルダーと同機能のものとみなした。また、ピストン２の傾斜はトップカバー４の円周の４点に設けたレーザー距離形によりピストン２の高さを計測し、各々対向するＸ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向の高さの差で傾斜を表した。図４に実験結果を図示する。
【００１９】
図４から明らかなように、本発明の装置（制御あり）によれば、従来のもの（制御なし）に比較して、ピストン２の傾斜を非常に小さい範囲に抑えることができる。しかも、本発明の装置では、ガスホルダー内に摺動する機械装置や液体ポンプなどの電機設備を設ける必要がなく、何らかの異常によりガス漏れが発生した場合も着火源がないため、防災上非常に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るピストン傾斜制御装置の構成を示す図。
【図２】ピストン上での液体室の配置を示す平面図。
【図３】ピストン上での液体室の他の配置を示す平面図。
【図４】本発明のピストン傾斜制御装置によるピストンの傾斜を調査した実験結果を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１…ガスホルダー本体、２…ピストン、３…シール機構、４…トップカバー、５…液体室、６…伝通管、７…液体、８…気体配管、９…レギュレータ、１０…コンプレッサー、１１…傾斜センサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006017152.tif 000006